5.4TW/46fs级台式钛宝石超短超强激光系统

报道实验室建立的一套基于啁啾脉冲放大技术的小型化台式钛宝石超短超强激光系统 ,激光脉冲输出的峰值功率达到 5 .4TW ,中心波长为 790nm ,脉宽 <46fs,单脉冲激光能量为 2 5 0mJ ,能量起伏 <± 3% ,重复频率为 1 0Hz等 .整个系统布置在 <1 0m2 的实验室台面上 .     

飞秒激光脉冲掺Er3+光纤放大过程中的高阶孤子压缩效应与增益特性的实验研究 *

报道1 .531 μm飞秒激光脉冲在掺Er³⁺光纤放大器放大过程中产生高阶孤子压缩效应和增益特性的实验研究结果 .采用同向泵浦方式下 ,平均功率146 μW、脉宽480fs的种子光脉冲通过6m长高浓度掺Er³⁺光纤放大后光脉冲宽度压缩为260fs,平均输出功率14.5mW ,对应的单脉冲能量约0.691 nJ ,峰值功率2657.7W ,重复率20.84MHz,同时光谱发生分裂 ;而经过 3m长掺Er³⁺光纤放大后光脉冲的光谱在不同泵浦功率点保持单峰 .实验中还测量到在逆向泵浦下 ,放大后的光脉冲随泵浦激光功率的增加 ,脉宽呈现出反常压缩状态 ,即光脉冲先随泵浦激光功率的增加而压缩 ,当泵浦激光功率为38mW时 ,放大后光脉冲宽度达到最短309fs,接着随泵浦激光功率的增大 ,放大后的光脉冲宽度呈展宽趋势 ,而在不同泵浦激光功率点 ,放大后光脉冲的光谱保持单峰结构 .     

高效率太瓦级飞秒掺钛蓝宝石激光装置

以国产元件为主自行研制建立的一台超强超短掺钛蓝宝石激光装置. 通过飞秒脉冲振荡器、脉冲展宽器、预放大器等单元系统中的系列新设计,有效地减小了光谱窄化效应、种子脉冲展宽不足、材料色散等问题,在290 mJ的泵浦能量下,得到单脉冲能量36 mJ、压缩脉宽25 fs、 峰值功率大于1.4 TW、能量稳定度优于±3%的高强度激光脉冲.系统的主放大效率大于32%,占用尺寸不到3 m².     

飞秒激光啁啾脉冲放大过程中的放大自发辐射及其抑制

通过系统的实验 ,研究了飞秒激光啁啾脉冲放大过程中的放大自发辐射(ASE)及其抑制 .利用ASE与放大信号光在空间、时间和频谱特性等方面存在的差异 ,有效地抑制了ASE对啁啾脉冲放大过程的影响 ,实现了 1 0 ⁶∶1的高信噪比放大 ,获得 38fs ,1 .4TW飞秒激光脉冲 .     

输出2TW/45fs的掺钛蓝宝石超短脉冲强激光系统

建立了一套基于啁啾脉冲放大技术,输出峰值功率达到2.8TW的掺钛蓝宝石激光系统。压缩脉冲的中心波长为785nm,能量为120mJ,脉冲宽度43.3fs,能量稳定性±5%,输出的光束质量M~2<1.5,脉冲重复频率10Hz,运转稳定可靠。整套激光系统实现了小型化,占用的光学平台不足10m²。     

自起振被动锁模掺Er3+光纤环形腔孤子激光器的实验研究 *

讨论了自起振掺Er³⁺光纤环形腔激光器产生飞秒光脉冲的机制及实验研究结果 .采用976nm半导体激光作为泵浦源 ,利用光纤的非线性偏振旋转效应 ,在掺Er³⁺光纤环形腔激光器中产生可饱和吸收体从而产生自幅度调制锁模机制 ,得到了完全自起振、稳定的锁模光脉冲 .输出最短光脉冲宽度 269 fs ,中心波长1.531 μm ,脉冲重复率21.37MHz ,激光器两个输出端输出的平均功率分别为0.25mW和0.08mW ,最低维持稳定锁模的阈值泵浦功率15mW .在高功率泵浦下 ,光纤激光器产生了稳定的高阶谐波锁模光脉冲 ,还研究了不同腔长、不同泵浦激光功率下锁模光脉冲宽度的变化等 .     

粒子流特性对脉冲激光烧蚀淀积类金刚石薄膜的影响

采用两种不同脉宽 ( 30ns,5 0 0fs)的KrF准分子激光淀积类金刚石薄膜 ,通过等离子体发射光谱和离子探针的测量 ,研究了激光等离子体成分、平均离子能量和通量等随激光能量密度、淀积距离的变化 ,对两种脉宽的激光等离子体淀积的薄膜结构和性能进行了比较 ,并且研究了激光等离子体特性对淀积薄膜类金刚石性能的影响     

类氖钛X射线激光实验研究

在“星光”装置上采用预脉冲技术和透-反射线聚焦系统成功地进行了类氛钛x射线激光实验.测量了TiXⅢ,3s-3p,J=0～1激光线的增益系数.首次实验研究了预脉冲能量不同时,激光线强度随泵浦激光能量的变化及其发散角和偏转角.     

TW(1012W)飞秒激光作用下的超连续光谱的实验研究

利用飞秒脉冲啁啾放大系统所产生的TW级飞秒强光脉冲,以液体介质为研究对象,研究了不同介质长度(作用长度)、不同泵浦强度、介质的基频和倍频飞秒光脉冲的超连续光谱特性,在液体中实现了具有光谱“平台”效应的高转换率宽光谱,边缘光谱强度仅低于中心1个数量级,同时还研究了超连续谱形成过程中自相位调制(SPM)效应与四光子参量效应的作用。     

飞秒放大系统中振荡级自启动的动力学过程研究

利用低损耗宽带半导体可饱和吸收镜(SESAM),实现了飞秒太瓦(10¹²W)激光放大系统的自启动及其稳定运转.研究了SESAM锁模自启动动力学过程及其由温度效应引起的波长位移现象.由放大系统输出脉冲宽度为37.5 fs,峰值功率1.6 TW,信号与ASE的功率比达10^7.     

飞秒全息选通透过肌肉组织成象

在国内首次实现了飞秒脉冲激光电子学全息选通透过肌肉组织成象 .采用自己研制的钛宝石锁模激光器为光源 ,其重复频率为100MHz ,中心波长为800nm ,脉冲宽度为20fs ,输出功率为80mW ,肌肉组织是7mm厚的鸡肉片 ,成象目标是直径为 0.5mm的金属丝 ,采用普通CCD记录全息图 ,获得了清晰的金属丝的图象 .文中就系统设计和图象处理等问题进行了讨论 .     

有限脉冲宽度强脉冲条件下的相干平均理论及其应用

本文用量子力学微扰方法结合相干平均理论提出了有限脉冲宽度强脉冲条件下的相干平均理论。这种方法在处理有限脉宽问题及无窗口(脉冲之间无间隔)脉冲序列时,计算简便,物理意义清楚,结果也较为精确。在设计多脉冲序列时,也有一定的指导意义。本文还讨论了这个方法在固体回波、固体宽带组合脉冲、WHH-4和MREV-8中的应用,并运用这个方法设计了无窗口固体回波脉冲序列P_Y(ω,τ)P_Y(ω,τ)P_X(90°)—τ′和固体宽带组合π脉冲P_X(90°)P_Y(90°)P_X(90°)。实验结果表明,这两个脉冲序列效果较好。     

高阶过程对强场自电离的影响

本文采用包含高阶过程的一般模型,系统研究了连续激光、方形激光脉冲和双曲正割型激光脉冲作用下的强场自电离及其光电子谱,着重讨论了高阶过程、脉冲形状以及脉宽的重要影响.     

超短脉冲激光与等离子体相互作用中产生的轴向磁场的测量

对超短脉冲激光与等离子体相互作用中产生的准静态轴向磁场进行了实验研究.利用Faraday效应,对超短脉冲激光与高密度等离子体相互作用产生的背向散射光的偏振面的偏转角度进行了实验测量,并由此观察到超短脉冲激光与高密度等离子体相互作用产生的轴向磁场强度的空间分布,其最大值高达(170±50) T.这一轴向磁场主要是由等离子体动力学效应所产生的     

线性脉冲控制系统的能控性与最优控制

首先讨论了一类线性随机脉冲控制系统的精确能控性质,给出了该类控制系统的脉冲精确能控的等价的代数判据.然后提出了一个确定性的二维线性脉冲控制系统的时间-脉冲强度最优控制问题;利用动态规划原理,给出了脉冲最优控制的反馈形式和值函数的显式表达式;说明了值函数在整个平面上是连续的,在左右两个半平面的内部还是连续可微的.     

基于事件函数的脉冲微分系统的数值模拟

主要研究状态脉冲微分系统的求解算法.利用ode求解器的事件定位功能,通过定义事件函数确定系统脉冲发生时刻,并对系统状态变量进行脉冲处理;利用Matlab语言设计脉冲微分系统的数值算法,并选取不同的脉冲系统进行仿真实验.     

一般脉冲系统的Melnikov函数构造方法及其应用

利用摄动法给出了一般脉冲系统Melnikov函数构造方法,得到脉冲信号作用下一般非线性系统Melnikov方法.为考察方法的有效性,将方法应用到脉冲信号作用下Duffing系统的混沌预测中去,通过方法得到脉冲信号作用下Duffing系统出现混沌的阈值曲线,数值实验结果验证理论结果的正确性.     

具瞬时脉冲接种与非瞬时脉冲接种效应的一类新的SIR传染病模型研究

本文研究了瞬时脉冲接种与非瞬时脉冲接种效应的SIR传染病模型的问题.利用频闪映射和Floquet定理以及脉冲微分方程理论的方法,获得了模型无病周期解的存在性和疫苗接种的控制阈值的结果,推广了瞬时脉冲接种率与非瞬时脉冲接种区间长度对疾病灭绝起着重要作用的结论,为实际传染病控制提供了可靠的策略支持.     

超短脉冲在准相位匹配光学超晶格中倍频转换的理论研究

在考虑自相位调制和高阶群速色散的情况下 ,通过数值模拟超短脉冲倍频转换耦合波方程 ,对超短脉冲 ( 1 0 0fs)在准周期Fibonacci光学超晶格进行频率转换的可行性进行了分析 .分析结果表明 :在传播距离适中时 ,倍频转换效率可达 6 0 % ,脉冲形状和频谱结构均比较理想 .     

具脉冲效应的阶段结构单种群动力学模型

讨论了生物资源管理中的具脉冲出生与脉冲收获的单种群阶段结构动力学模型.利用离散动力系统频闪映射理论,得到了脉冲投放幼体对整个种群持续生存的重要意义.为现实的生物资源管理提供了可靠的策略依据,也丰富了脉冲微分方程理论.